MiniVNA

Yleiskäyttöinen lähinnä radioamatööreille tarkoitettu vektoripiirianalysaattori miniVNA 1-180 MHz. DUT (Device Under Test) portti kytketään tutkittavaan antenniin BNC-liittimellä. Paino 77 g ja koko 105 x 55 x 24 mm.

Kahden metrin dipolin mittaus miniVNA:lla. VNA mittaa tässä tapauksessa DUT-porttiin takaisin heijastunutta tehoa.

MiniVNA on IW3HEV:n harrastuskäyttöön kehittämä vektoripiirianalysaattori. Toisin kuin skalaaripiirianalysaattorit VNA mittaa myös takaisin heijastuneen tai läpisyötetyn signaalin vaihetta amplitudin lisäksi.

Teoria

Nimellinen ulostuloteho suoran digitaalisynteesin tuottamana (DDS) DUT-portista 0 dBm eli 1 mW taajuusalueella 0,1 - 180 MHz. DDS-piirinä AD9951. Liitetään tietokoneeseen USB-liittimen tai RS232:n avulla. Jälkimmäisessä tapausessa tarvitaan erillinen virtalähde, 3,6 V ja 150 mA riittää. PDC-10-1BD bi-directional coupler (Mini-Circuits) mittaa DUT-portista lähtevää ja siihen takaisin heijastuvaa tehoa. Heijastunut teho ohjataan vaiheherkkään ilmaisinpiiriin AD8302. Sisäisellä puolijohdekytkimellä sama piiri voi myös mitata signaalin amplitudia DET-portista. Näin miniVNA voidaan kytkeä antenniin tai sillä voidaan syöttää tutkittavaa piiriä ja samalla mitata vastetta DET-portista. Heijastuneen signaalin dynamiikka 35 - 40 dB ja läpisyötetyn 50 - 55 dB. Yksi pyyhintä 0,5 s ja 500 näytettä. USB-piiri on FTDI232BM ja mikro-ohjain ATMEGA8L.

Dipolin mittaus

Oheisessa kuvassa DUT-porttiin on kytketty kahden metrin lyhennetty dipoli, jossa dipolin päät on taitettu (Reppudipoli). Porttiin lähetetyn ja takaisin heijastuneen tehon avulla lasketaan antenniin hävinnyt teho. Tästä saadaan edelleen SWR. Varsinainen resonanssi on hieman SWR-minimin alapuolella. Resonanssi näkyy VNA:lle maksimivastuksena. Palaavan signaalin vaiheen avulla voidaan myös määrittää reaktiivinen impedanssi resistanssin lisäksi.

miniVNA 2.3.3 ohjelma

Tämän ohjelman tekijät ovat IW3HEV, IW3IJZ, G3RXQ ja IK3ZGB. Ohjelma toimii myös Windows 98:ssa. Näytöllä "T.L." tarkoittaa Transmission Loss mittausta desibeleinä. Tällöin myös DET-portti on käytössä DUT:n lisäksi. "R.L." on vastaavasti Return Loss ja vain DUT-porttia käytetään.

Eri mittausmoodit ja oletusarvoiset näytöt: antennin mittaus R.L. ja SWR; kaapelin häviöt R.L.; kaapelin pituus: vaihe ja impedanssi; läpisyöttö T.L. ja vaihe. Lisäksi voidaan valita yksi taajuus DDS-piirille ilman mitään mittauksia. Tällöin VNA toimii siis pelkästään signaaligeneraattorina.

Mittauksia

Seuraavia asioita voidaan mitata VNA:lla sen tarkkuuden rajoissa:

• siirtolinjan ominaisimpedanssi, ensimmäinen tapa on kytkeä siirtolinjan päähän säädettävä vastus ja mitata SWR-käyrä, toinen tapa on mitata sekä päästä avoimen että oikosuljetun siirtolinjan impedanssi ja laskea näistä geometrinen keskiarvo
• taajuusmoduloidun signaalin deviaatio, käytetään DET-porttia ja signaalin vaihetta, radio kytketään keinokuormaan ja DET-portti "haistelee" lähellä olevaa RF-kenttää

Aiheesta muualla

http://groups.yahoo.com/group/analyzer_iw3hev

http://www.oh6ac.net/tekniikka/antennianalysaattori/index.htm

http://fi.wikipedia.org/wiki/Piirianalysaattori